JP2014057020A - 窒化物半導体装置及びその作製条件特定方法 - Google Patents
窒化物半導体装置及びその作製条件特定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014057020A JP2014057020A JP2012202300A JP2012202300A JP2014057020A JP 2014057020 A JP2014057020 A JP 2014057020A JP 2012202300 A JP2012202300 A JP 2012202300A JP 2012202300 A JP2012202300 A JP 2012202300A JP 2014057020 A JP2014057020 A JP 2014057020A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- nitride semiconductor
- buffer layer
- semiconductor device
- stacked
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
【解決手段】本発明の窒化物半導体装置は、結晶面方位が(111)であるシリコン単結晶基板11と、シリコン単結晶基板11上に積層されるバッファ層と、前記バッファ層上に積層される窒化物半導体層51とを有して成り、前記バッファ層は、AlNから成る第1の層と、AlxGa1−xN(0.1≦x≦0.4)から成る第2の層とが交互に所定のターン数で積層された超格子バッファ層41〜44が複数積層されて形成され、それぞれの超格子バッファ層41〜44を構成する前記第1の層の膜厚は、GaN基板上にAlN薄膜をエピタキシャル成長させる場合の臨界膜厚未満であってシリコン単結晶基板11から離れるにつれて薄くなるものとした。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施形態に係る窒化物半導体装置の積層構造図である。図1に例示する窒化物半導体装置は、主面が(111)面であるシリコン単結晶基板11(図1では「Si(111)基板」と表記。以下、適宜「Si基板」と略記。)の主面上に、基板側から順に、AlN下地バッファ層21、AlGaN下地バッファ層31、超格子バッファ層A〜D(41〜44)、窒化物半導体(例えばGaN半導体)51、が積層されて構成されている。
21 AlN下地バッファ層
31 AlGaN下地バッファ層
41,42,43,44 超格子バッファ層
41−ia,42−ia,43−ia,44−ia 第1の層(AlN層)
41−ib,42−ib,43−ib,44−ib 第2の層(AlGaN層)
51 窒化物半導体(GaN系半導体、UID−GaN層)
Claims (8)
- 結晶面方位が(111)であるシリコン単結晶基板と、前記シリコン単結晶基板上に積層されるバッファ層と、前記バッファ層上に積層される窒化物半導体層とを有して成り、
前記バッファ層は、AlNから成る第1の層と、AlxGa1−xN(0.1≦x≦0.4)から成る第2の層とが、交互に所定のターン数で積層された超格子バッファ層が複数積層されて形成され、
それぞれの前記超格子バッファ層を構成する前記第1の層の膜厚は、GaN基板上にAlN薄膜をエピタキシャル成長させる場合の臨界膜厚未満であって、前記シリコン単結晶基板から離れるにつれて薄くなっている
ことを特徴とする窒化物半導体装置。 - 請求項1に記載の窒化物半導体装置において、
前記第1の層の膜厚は、0.5nm以上6nm未満であり、
前記第2の層の膜厚は、1nm以上15nm以下である
ことを特徴とする窒化物半導体装置。 - 請求項1または請求項2に記載の窒化物半導体装置において、
前記複数積層される前記超格子バッファ層の数Kは、3以上5以下であり、
前記第1の層の膜厚は、前記シリコン単結晶基板から離れるにつれて1/Kの比率で薄くなっている
ことを特徴とする窒化物半導体装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置において、
前記シリコン単結晶基板と前記バッファ層との間に、
膜厚が0.5nm以上6nm未満であってAlNから成る第1の層の上に、膜厚が1nm以上15nm以下であってAlxGa1−xN(0.1≦x≦0.4)から成る第2の層が積層された、下地バッファ層が積層される
ことを特徴とする窒化物半導体装置。 - シリコン基板上に搭載すべき窒化物半導体層の目標厚さが与えられた場合の窒化物半導体装置の作製条件特定方法であって、
前記窒化物半導体装置は、結晶面方位が(111)であるシリコン単結晶基板と、前記シリコン単結晶基板上に積層されるバッファ層と、前記バッファ層上に積層される前記目標厚さの窒化物半導体層とを有して成り、
前記バッファ層は、AlNから成る第1の層と、AlxGa1−xN(0.1≦x≦0.4)から成る第2の層とが、交互に所定のターン数で積層された超格子バッファ層が複数積層されて形成され、
それぞれの前記超格子バッファ層を構成する前記第1の層の膜厚は、GaN基板上にAlN薄膜をエピタキシャル成長させる場合の臨界膜厚未満であって、前記シリコン単結晶基板から離れるにつれて薄くなっており、
前記シリコン単結晶基板の主面上に、前記所定のターン数を変化させて前記バッファ層が積層される工程と、
前記バッファ層上に前記窒化物半導体層が前記目標厚さにまで成長される工程と、
前記窒化物半導体層の成長により作製された試料の表面に生じるクラックの発生状況に応じて前記所定のターン数が変更され、クラックフリーとなるまで前記2つの工程が繰り返されて、クラックフリーとなるターン数が特定される工程と、
を含むことを特徴とする窒化物半導体装置の作製条件特定方法。 - 請求項5に記載の窒化物半導体装置の作製条件特定方法において、
前記第1の層の膜厚を、0.5nm以上6nm未満とし、
前記第2の層の膜厚を、1nm以上15nm以下とする
ことを特徴とする窒化物半導体装置の作製条件特定方法。 - 請求項5または請求項6に記載の窒化物半導体装置の作製条件特定方法において、
前記複数積層される前記超格子バッファ層の数Kは、3以上5以下であり、
前記第1の層の膜厚を、前記シリコン単結晶基板から離れるにつれて1/Kの比率で薄くする
ことを特徴とする窒化物半導体装置の作製条件特定方法。 - 請求項5から請求項7のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置の作製条件特定方法において、
前記シリコン単結晶基板と前記バッファ層との間に、
膜厚が0.5nm以上6nm未満であってAlNから成る第1の層の上に、膜厚が1nm以上15nm以下であってAlxGa1−xN(0.1≦x≦0.4)から成る第2の層が積層された、下地バッファ層が積層される
ことを特徴とする窒化物半導体装置の作製条件特定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012202300A JP5892014B2 (ja) | 2012-09-14 | 2012-09-14 | 窒化物半導体装置及びその作製条件特定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012202300A JP5892014B2 (ja) | 2012-09-14 | 2012-09-14 | 窒化物半導体装置及びその作製条件特定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014057020A true JP2014057020A (ja) | 2014-03-27 |
JP5892014B2 JP5892014B2 (ja) | 2016-03-23 |
Family
ID=50614075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012202300A Expired - Fee Related JP5892014B2 (ja) | 2012-09-14 | 2012-09-14 | 窒化物半導体装置及びその作製条件特定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5892014B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016167554A (ja) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | 住友電気工業株式会社 | 高電子移動度トランジスタ及び高電子移動度トランジスタの製造方法 |
JP2018503968A (ja) * | 2014-11-18 | 2018-02-08 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 六方格子結晶構造を有するiii−v族半導体層を含んだ半導体構造 |
JP2019091801A (ja) * | 2017-11-14 | 2019-06-13 | シャープ株式会社 | 窒化物半導体レーザ素子 |
CN110752146A (zh) * | 2019-10-28 | 2020-02-04 | 北京华进创威电子有限公司 | 一种在硅衬底上生长氮化镓薄膜的方法 |
JP2020532139A (ja) * | 2017-08-28 | 2020-11-05 | ジルトロニック アクチエンゲゼルシャフトSiltronic AG | ヘテロエピタキシャルウェハおよびヘテロエピタキシャルウェハの製造方法 |
CN114823853A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-07-29 | 南京百识电子科技有限公司 | 氮化物半导体外延结构 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108808446B (zh) * | 2018-06-27 | 2020-11-27 | 潍坊华光光电子有限公司 | 一种具有位错折断结构的GaN基激光器外延结构及其生长方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003059948A (ja) * | 2001-08-20 | 2003-02-28 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2008066730A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Palo Alto Research Center Inc | 変動周期変動組成超格子およびそれを含むデバイス |
WO2011102044A1 (ja) * | 2010-02-16 | 2011-08-25 | 日本碍子株式会社 | エピタキシャル基板およびエピタキシャル基板の製造方法 |
WO2011136052A1 (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-03 | 日本碍子株式会社 | エピタキシャル基板およびエピタキシャル基板の製造方法 |
US20110272665A1 (en) * | 2010-05-07 | 2011-11-10 | Rohm Co., Ltd. | Nitride semiconductor device |
JP2012151472A (ja) * | 2011-01-20 | 2012-08-09 | Sharp Corp | メタモルフィック基板システム、メタモルフィック基板システムの形成方法、および、第3族窒化物の半導体素子 |
-
2012
- 2012-09-14 JP JP2012202300A patent/JP5892014B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003059948A (ja) * | 2001-08-20 | 2003-02-28 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2008066730A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Palo Alto Research Center Inc | 変動周期変動組成超格子およびそれを含むデバイス |
WO2011102044A1 (ja) * | 2010-02-16 | 2011-08-25 | 日本碍子株式会社 | エピタキシャル基板およびエピタキシャル基板の製造方法 |
US20130032781A1 (en) * | 2010-02-16 | 2013-02-07 | Ngk Insulators, Ltd. | Epitaxial substrate and method for manufacturing epitaxial substrate |
WO2011136052A1 (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-03 | 日本碍子株式会社 | エピタキシャル基板およびエピタキシャル基板の製造方法 |
US20130043488A1 (en) * | 2010-04-28 | 2013-02-21 | Ngk Insulators, Ltd. | Epitaxial substrate and method for manufacturing epitaxial substrate |
US20110272665A1 (en) * | 2010-05-07 | 2011-11-10 | Rohm Co., Ltd. | Nitride semiconductor device |
JP2011238685A (ja) * | 2010-05-07 | 2011-11-24 | Rohm Co Ltd | 窒化物半導体素子 |
JP2012151472A (ja) * | 2011-01-20 | 2012-08-09 | Sharp Corp | メタモルフィック基板システム、メタモルフィック基板システムの形成方法、および、第3族窒化物の半導体素子 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018503968A (ja) * | 2014-11-18 | 2018-02-08 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 六方格子結晶構造を有するiii−v族半導体層を含んだ半導体構造 |
JP2020188266A (ja) * | 2014-11-18 | 2020-11-19 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 六方格子結晶構造を有するiii−v族半導体層を含んだ半導体構造 |
JP7073446B2 (ja) | 2014-11-18 | 2022-05-23 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 六方格子結晶構造を有するiii-v族半導体層を含んだ半導体構造 |
JP2016167554A (ja) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | 住友電気工業株式会社 | 高電子移動度トランジスタ及び高電子移動度トランジスタの製造方法 |
JP2020532139A (ja) * | 2017-08-28 | 2020-11-05 | ジルトロニック アクチエンゲゼルシャフトSiltronic AG | ヘテロエピタキシャルウェハおよびヘテロエピタキシャルウェハの製造方法 |
JP6995979B2 (ja) | 2017-08-28 | 2022-01-17 | ジルトロニック アクチエンゲゼルシャフト | ヘテロエピタキシャルウェハおよびヘテロエピタキシャルウェハの製造方法 |
JP2019091801A (ja) * | 2017-11-14 | 2019-06-13 | シャープ株式会社 | 窒化物半導体レーザ素子 |
CN110752146A (zh) * | 2019-10-28 | 2020-02-04 | 北京华进创威电子有限公司 | 一种在硅衬底上生长氮化镓薄膜的方法 |
CN114823853A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-07-29 | 南京百识电子科技有限公司 | 氮化物半导体外延结构 |
CN114823853B (zh) * | 2022-04-21 | 2024-01-30 | 南京百识电子科技有限公司 | 氮化物半导体外延结构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5892014B2 (ja) | 2016-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5892014B2 (ja) | 窒化物半導体装置及びその作製条件特定方法 | |
JP4335187B2 (ja) | 窒化物系半導体装置の製造方法 | |
JP5127978B1 (ja) | 窒化物半導体素子、窒化物半導体ウェーハ及び窒化物半導体層の製造方法 | |
TWI497757B (zh) | 用於成長矽上氮化鎵之含硼緩衝層 | |
JP2007067077A (ja) | 窒化物半導体素子およびその製造方法 | |
JP2013187427A (ja) | 窒化物半導体素子及び窒化物半導体ウェーハ | |
JP5874495B2 (ja) | Gaを含むIII族窒化物半導体の製造方法 | |
JP2013187428A (ja) | 窒化物半導体層の製造方法 | |
JP4670055B2 (ja) | 半導体基板及び半導体装置 | |
JP6876337B2 (ja) | 窒化物半導体基板とその製造方法および半導体デバイス | |
JP5159858B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体基板とその製造方法 | |
JP5179635B1 (ja) | 窒化物半導体層を成長させるためのバッファ層構造を有する基板の製造方法 | |
JP5139567B1 (ja) | 窒化物半導体層を成長させるためのバッファ層構造を有する基板 | |
JP2020075842A (ja) | 窒化物半導体 | |
JP2015035535A (ja) | Iii族窒化物半導体エピタキシャル基板およびその製造方法 | |
KR20100104997A (ko) | 전위 차단층을 구비하는 질화물 반도체 기판 및 그 제조 방법 | |
JP2012174705A (ja) | 窒化物半導体デバイス用エピタキシャルウエハとその製造方法 | |
JP2016204201A (ja) | 窒化物半導体エピタキシャルウェハおよびその製造方法 | |
JP5925708B2 (ja) | 窒化物半導体素子及びウェーハ | |
JP2014201457A (ja) | 結晶積層構造体の製造方法 | |
TWI470831B (zh) | 分層半導體基材及其製造方法 | |
JP5833202B2 (ja) | 窒化物半導体素子及びウェーハ | |
JP4689526B2 (ja) | Iii族窒化物半導体自立基板の製造方法 | |
JP2006222361A (ja) | 窒化物半導体結晶及びその製造方法 | |
JP2020200222A (ja) | 半導体基板及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150515 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151224 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160126 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160208 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5892014 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |